沸腾冷却区的宽度及其传达的信息

用摄像记录了液态介质中冷却时试样表面的冷却情况.试验发现,在液态介质中淬火时,试样表面的沸腾冷却是在呈带状的沸腾冷却区扫过的过程中完成的.这类沸腾冷却区通常多很窄,因此工件表面上任何部分经历沸腾冷却的时间都很短,靠沸腾冷却方式降低的温度都不多.淬火冷却中,从工件表面出现第一个超前扩展点开始,到蒸汽膜区完全消失为止的很长一段时间内,三种散热方式共同存在;其中,蒸汽膜冷却方式和与对流冷却方式对工件淬火冷却的贡献都比沸腾冷却的要大.     

交界线借用挑战有效厚度观念

运用液态淬火介质中冷却的四阶段理论分析得出:在工件淬火冷却过程中,交界线借用应当是非常普遍的现象.工件上较厚大部分可以借用相邻部分已有的交界线,直接由蒸汽膜阶段进入中间阶段的交界线扩展期.由于省略了超前扩展点的形成期,交界线借用可以明显增大工件获得的冷却速度.这与建立在三阶段理论基础上的有效厚度观念是相矛盾的.通过两组实验,分别演示了交界线借用能提早结束厚度更大试样的蒸汽膜阶段,以及能使更厚大试样获得更高的淬火硬度的现象.由此可以认为,交界线借用动摇了传统的有效厚度观念.     

液态介质中淬火冷却的四阶段理论

一般认为,在液态介质中淬火冷却,工件的散热方式分为三个阶段:蒸汽膜阶段、沸腾阶段和对流阶段.但是,在试验研究中发现了几种三阶段划分不能解释的现象.通过研究这些现象,提出了一个新的阶段:中间阶段.中间阶段位于蒸汽膜阶段与沸腾阶段之间.中间阶段的特点是具有等效厚度的表面上同时存在蒸汽膜冷却区和沸腾冷却区.提供了四阶段划分对应的冷却过程曲线和冷却速度曲线.讨论了中间阶段的特性.     

吊重法测蒸活汽膜厚度(二)

4 蒸汽膜厚度的计算 从图7的吊重变化曲线可以看出,在试样的完整蒸汽膜期间,吊重值的变化几乎只受蒸汽膜厚度的影响.一旦蒸汽膜失去完整性,影响吊重值的因素便增多.因此,本文提出的吊重法只能测量试样处于完整蒸汽膜阶期的平均蒸汽膜厚度.完成厚度计算后,还将讨论几个影响因素的作用.     

吊重法测蒸汽膜厚度（二）

4蒸汽膜厚度的计算 从图7的吊重变化曲线可以看出，在试样的完整蒸汽膜期间，吊重值的变化几乎只受蒸汽膜厚度的影响。一旦蒸汽膜失去完整性，影响吊重值的因素便增多。因此，本文提出的吊重法只能测量试样处于完整蒸汽膜阶期的平均蒸汽膜厚度。完成厚度计算后，还将讨论几个影响因素的作用。     

蒸汽膜内气体的流动规律(一)

为解释试验中出现的几个现象,研究了淬火冷却过程中蒸汽膜内气体的流动规律.结果发现,蒸汽膜内气体的流动情况因蒸汽膜所处表面的朝向不同而各不相同.确定了五类基本朝向,研究推测了这些基本朝向的蒸汽膜内气体流动规律.从工件上形成了蒸汽膜开始,到最后一片蒸汽膜消失为止,这些规律一直在试样不同朝向表面之间和各个表面之内形成并且不断增加温度差异.这项规律与先前提出的四阶段理论是相互独立的.它们可能是引起工件超差淬火变形的重要原因.     

淬火温度对液体淬火介质冷却能力的影响

利用KHR-02淬火介质检测仪测试了不同温度的自来水和不同浓度PAG淬火液在850℃和500℃淬火冷却曲线,并对试验曲线进行了分析对比.试验结果表明:不管在850℃还是500℃,温度对自来水的冷却能力的影响主要是通过延长蒸汽膜期的时间来实现的,并且两个过程是有区别的,只有水的温度达到60℃以上后,500℃淬火过程中的最大冷速才开始降低;不管850℃淬火还是500℃淬火,PAG的浓度都是影响其冷却能力的主要因素之一;由于PAG在低温阶段可以通过浓度调节冷速,并且没有蒸汽膜阶段,将其应用到铝合金固溶淬火过程,用于控制铝合金变形效果会更好.     

淬火冷却中工件的正放与斜放(一)

摄像记录了多种试样以正放和不同的斜放方式在油中淬火的冷却过程.研究对比了不同放置方式下试样冷却的快慢和冷却的均匀性.结果表明,和试样正放相比,试样斜放冷却得既快而又均匀.冷却过程中,在水平向下的表面上观测到倒立的气体堆.倒立气体堆的存在极大地减慢了所在表面的冷却速度,在工件上造成了很大的温度差.推测了倒立气体堆的形成机理和演变过程.提出了防止出现倒立气体堆的方法.蒸汽膜内气体的流动规律和中间阶段特性是引起上述现象和差异的原因.它们对试样淬火冷却效果的影响可归结成两类:一是在工件上造成了显著的相对厚度差,二是使形状对称的工件得不到具有相似对称关系的冷却效果.     

量化水淬和盐水淬冷却特性及淬火畸变研究

用标准淬火介质冷却性能测试仪，系统地测试了量化淬火参数对介质冷却特性的影响，并通过45钢试样进行了量化淬火畸变的研究。试验结果表明，通过调整量化淬火参数K、Ts和Q值，可有效控制淬火介质的冷却特性，并且量化淬火试样的畸变量明显小于普通水淬和油淬试样的。     

动态淬火过程的流-固耦合数值模拟

借助流体动力学计算软件CFD2000,对介质不同流速下试样的淬火过程进行了流.固耦合数值模拟.将实测换热系数曲线数值化并线性插值,得到了不同温度、流速下的换热系数,并赋给流.固换热边界,从而实现流.固耦合计算,同时得到了淬火介质流场和试样温度场.数值模拟结果与实测结果的对比表明,用该数值方法来模拟淬火介质存在相变的复杂淬火过程是可行的,能够显示出淬火过程的蒸汽膜、沸腾换热、对流冷却三个阶段以及各自的特点.该方法可避免复杂气液两相流的计算,简化淬火过程流-固耦合计算.     

淬火冷却过程控制中的新认识与新技术

列举了行业内关于油与水性介质中淬火冷却方面的8种错误认识和错误做法.简单介绍了四阶段理论和蒸气膜内气体的流动规律及其对工件冷却快慢与冷却均匀性的影响.采用这些新知识开发出了10项可用于控制淬火冷却过程的新认识和新技术.它们是:1.交界线借用技术;2.超前扩展点的诱导技术;3.倒立气体堆;4.工件正放与斜放的不同冷却效果;5.阻止交界线扩展的隔离堤技术;6.表面冷却过程的5种图线表述方法;7.外形对称的工件得不到具有相似对称关系的淬火冷却效果;8.两种蒸气膜厚度测试方法和测试结果对比;9.淬火介质的冷却特性曲线不是探棒表面的冷却信息;10.应当向用户提供介质的冷却特性信息.     

AQ110聚合物淬火介质冷却特性及其应用

采用KR-SQTAⅡ型淬火介质冷却特性测试仪,系统测定AQ110聚合物淬火介质在不同浓度与温度下的冷却曲线,并根据冷却特性值来表征不同浓度与温度的冷却特性。结果表明：当淬火介质温度为70~95 ℃时,浓度对高温冷速没有显著影响,但温度升高可以使其蒸汽膜破裂温度从650 ℃降低到400 ℃;淬火介质浓度在5%~20%之间升高时,淬火介质温度升高降低高温冷速,且降低蒸汽膜破裂温度;综合分析合适的淬火介质浓度为10%,温度为90 ℃。KSC72A钢丝经优化后的淬火介质淬火0.4 s后,可以获得均匀细小的索氏体组织。     

不同温度水液淬火介质冷却特性的变化规律

为了在热处理中更加有效地选择和利用水的冷却能力,利用Ivf smart quench设备测定了不同水液温度时的冷却曲线,并根据冷却曲线上的特征来评价不同温度水液的冷却特性.结果表明:在0～80℃,冷却过程曲线分为3个阶段:膜沸腾阶段、泡沸腾阶段和对流冷却阶段；100℃水的冷却过程曲线无法清晰分辨出冷却过程的3个阶段.随温度的升高,蒸汽膜破裂时的温度递减,对流温度递增,冷却过程曲线右移；最大冷速和达到最大冷速时的温度呈递减的趋势,冷却速度曲线左移；即随着水温的升高,水的冷却能力越低.     

贝氏体灰铸铁有机介质淬火工艺研究

研究了#1,#2,#3有机淬火介质的冷却能力,结果表明:#1介质冷却能力最弱;#3介质冷却能力最强;而#2介质30℃时的冷却能力比60℃时略强.通过观察试样的金相组织,发现用#1介质淬火得到的试样基体组织以珠光体和铁素体为主,用#3介质淬火得到的试样基体组织为马氏体,而用30℃的#2介质淬火的试样基体组织主要为贝氏体.     

对自来水作为淬火介质的两大缺点的研究

从自来水淬火时工件容易淬裂、硬度不均且畸变大等现象，列出了自来水作为淬火介质的两大缺点：一是低温冷却速度太快，二是冷却特性对水温变化太敏感。分析了自来水第二大缺点引起淬火硬度不均和畸变的原因。通过与气态介质的对比，指出了液态淬火介质共同的两类缺点：一是任何确定的液态介质，其冷却速度的可调节范围都很有限，以致同一个车间必须配备普通淬火油、中速淬火油和高速淬火油，才能满足不同工件的需要；二是工件从蒸汽膜阶段到沸腾阶段期间，冷却速度突然增大，可能引起较大的淬火畸变。提供了克服液态淬火介质第二类缺点的七类技术方法。     

盐水与碱性水溶液的冷却性能对比

1．前言零件在NaCO3及Na2CO3加入适量NaOH的碱性水溶液中淬火后不需清洗，不易生锈，长期使用不必更新、不变质，变形倾向略优于盐水，在不少工厂仍在应用。本文介绍采用国际材料热处理联合会（IFHT）推荐的瑞典IVF冷却特性测试仪［‘］，对6％～10％NaCI，3％～7％Na。CO。及4％～6％Na。COa＋06％～1．2％NaOH混合水溶液淬火介质进行冷却能力测定。对三种介质进行了淬透性、工件变形及开裂的对比试验。2试验介质与试样材料测试冷却曲线用的三种淬火介质是用化学分析纯盐加自来水配制。45钢淬透性试样尺寸为十28X100mm，40Cr淬…     

GCr15圆锥滚子淬火介质和温度控制

轴承圆锥滚子淬火冷却介质,在夏季连续生产时,油温很容易升高到60℃以上.为了控制冷却淬火油的温度,在淬火油槽中加装了冷却用蛇形水管.通过使用,连续测试了淬火油槽中的油温,油温都控制在50℃以下,提高了生产效率,降低了能耗.     

决定淬火工件表面冷却速度的两个新因素

用标准探棒检测出的油或者水的冷却速度曲线既不能反映探棒表面的冷却情况,也不能用来推测工件表面的冷却过程。因此,应直接观测工件的冷却过程。淬火冷却过程的直接观测和研究发现,除了淬火介质的冷却能力和工件某部位的有效厚度之外,不同工件表面蒸气膜内气体的流动状况和工件表面从蒸气膜向沸腾冷却方式转型的次序,对工件表面的冷却速度和整个工件的冷却均匀性都有很大影响。业已揭示了后两种新因素影响工件冷却速度和冷却均匀性的基本规律,从而可以在淬火冷却过程中对同一工件表面的不同部位的冷却速度分别加以控制,这种控制技术被称为精细淬火冷却技术。     

水在不同温度和流速下冷却能力的测量

为了研究水在不同温度和不同流速下的冷却特性,采用标准镍合金探头和淬火介质动态冷却特性测定仪,分别对水在不同温度和不同流速下的冷却曲线进行了测量,并对其冷却特性进行了定性分析和定量计算.结果表明:水温变化对水的冷却能力的影响明显高于流速变化对其的影响;静止水在水温60～70℃区间的冷却能力发生突变;水温和流速对水的冷却能力的影响可以用硬化能力值和冷却曲线面积定量表示.     

淬火介质(九)

（6）淬火的原理 淬火的原理普遍认为：在水、油类淬火介质中冷却过程的冷却特性曲线上分为蒸气膜、沸腾和对流三个阶段,见下图。介质的沸点远比淬火工件温度低,赤热的工件进入淬火介质迅速使周围的淬火液汽化,并形成一层蒸汽膜包围工件,使工件与周围淬火液隔开。